錯体
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/04/07 07:54 UTC 版)
名前について
錯体の「錯」とは「複数の物が交じる」等の意味がある。 一方、英語では complex というが、これは2種類以上の混ざりものという意味があり、例えばポリマーに酸化物を練り込んだものもcomplexである。錯体がcomplexと呼ばれるのは、配位子と金属イオンとの「混ざりもの」であったからであるが、錯体は「純物質」であり、明確に区別したい場合には「配位化合物」「錯化合物」と呼ぶ場合もある。この英語訳は coordination compound である。
錯体は、歴史的には大きなイオンとして研究が進んだ。そのため、昔は「錯塩」と呼んだが、中性の配位化合物についても研究が進み、現在では錯体と呼ぶのが一般的である。
性質
よく研究されるのは、光（吸光・発光）、電気、磁気、触媒などの特性である。近年ではこれらの性質を複合した機能錯体（例えば、光電子移動・光磁性制御・電気化学触媒など）の研究も盛んである。
構造的特性
金属錯体の中心原子は、2から12程度までの多様な配位数をとる。特に、配位数4の際にとる四面体型錯体や、配位数6の際の八面体型錯体の例など、高い対称性を示すことが多い。
分光学的特性
多くの金属錯体は特有の美しい色を持つ。これは金属原子のd軌道が配位によって分裂し、このエネルギー差が可視光領域の光エネルギーと一致するためである（詳しくは結晶場理論および配位子場理論を参照）。またこの色は金属の価数や配位環境を反映して様々な色に変化する。
ある種の金属錯体は、配位環境によって、光学活性体となり、キラルな化合物となる。
構造
錯体は特有の色を持つことが多いため、反応の進行はUV-Vis スペクトルで確認することが多い。厳密な錯体の構造決定は通常X線構造解析によって行われる。また、必要に応じて赤外分光法 (IR) や核磁気共鳴 (NMR)、電子スピン共鳴 (ESR) なども利用される。
幾何異性体
[MX4Y2]構造の八面体型六配位錯体および[MX3Y3]構造の平面四角形型六配位錯体はそれぞれ幾何異性体が発生する。[MX4Y2]構造において、Y配位子が背中合わせの方向に配位していればtrans、隣り合って配位していればcis体となる。[MX3Y3]構造において、同じ3個の配位子が八面体の一つの面を占有していればfacialまたはfac、中心金属イオンを含む一つの面を占有していればmeridionalまたはmer体と呼ぶ。
cis -[CoCl2(NH3)4]+
trans -[CoCl2(NH3)4]+
fac -[CoCl3(NH3)3]
mer -[CoCl3(NH3)3]
光学異性体
二座配位子を2個以上もつ六配位錯体には光学異性体が発生する。二座配位子によるねじれが左回りのものはΛ（ラムダ）、右回りのものはΔ（デルタ）体と呼ぶ。
Λ-[Fe(ox)3]3−
Δ-[Fe(ox)3]3−
Λ-cis -[CoCl2(en)2]+
Δ-cis -[CoCl2(en)2]+
錯生成反応
錯生成反応とは、錯体を生成する反応の総称である。
金属錯体の生成反応
水溶液中の金属イオン(金属塩)は周囲に過剰に存在する水と配位結合し、水和金属イオンM(H2O)xn+として存在している。これは、金属は水に放られると正イオンに電離し、周囲の水の孤立電子対がこれを中和しようとするためだ。これが配位結合であり、この場合の配位子は水となる。配位子は水に限らず、正イオンを中和する能力のある原子、すなわち、陰イオンやルイス塩基を指す。よって、もし水溶液中に水以外の配位子が存在していた場合、その溶液には水の替わりにその配位子と結合している金属イオンもある。
多くの場合、新しい金属錯体は、金属塩と配位子の組み合わせから発見される。金属塩は典型金属・遷移金属を問わずあらゆる種類が用いられる。配位子も多様なものが用いられるが、特にポルフィリンを用いた例が極めて多い。
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